Hvordan finder du styrken af ​​en afgift?

Du kan ikke finde "kraft af en afgift" direkte. En afgift i sig selv udøver ikke en styrke. I stedet opretter opladninger elektriske felter , og disse elektriske felter udøver kræfter på andre afgifter.

Sådan nedbrydes processen med at finde styrken på et gebyr:

1. Bestem det elektriske felt:

* punktafgift: Det elektriske felt, der er oprettet af et punktopladning 'q' i en afstand 'r', gives af:

E =k * q / r²

hvor 'k' er coulombs konstante (ca. 8,99 x 10⁹ N⋅m²/c²).

* Flere afgifter: Hvis der er flere gebyrer, skal du beregne det elektriske felt på grund af hver opladning individuelt og derefter vektorialt tilføje dem op for at finde nettets elektriske felt på det interessante punkt.

* Kontinuerlig opladningsfordeling: For en kontinuerlig ladningsfordeling (som en ladet stang eller kugle) skal du integrere bidraget fra hvert uendelig ladningselement til det samlede elektriske felt.

2. Beregn kraften:

Når du kender det elektriske felt (e) på placeringen af ​​en afgift (q), kan du beregne kraften (f) på denne ladning ved hjælp af:

* f =q * e

Dette betyder:

* retning: Kraften vil være i samme retning som det elektriske felt, hvis ladningen er positiv, og i den modsatte retning, hvis ladningen er negativ.

* størrelse: Størrelsen af ​​styrken er direkte proportional med både størrelsen af ​​ladningen og styrken på det elektriske felt.

Eksempel:

Lad os sige, at du har en +2 μc ladning placeret 0,5 m væk fra en +5 μc ladning. For at finde kraften på +2 μc ladning:

1. Find det elektriske felt på placeringen af ​​+2 μC ladning:

E =k * q / r² =(8,99 x 10⁹ N⋅m² / c²) * (5 x 10⁻⁶ C) / (0,5 m) ² =1,8 x 10⁵ N / C

2. Beregn kraften på +2 μC ladning:

F =q * e =(2 x 10⁻⁶ c) * (1,8 x 10⁵ n/c) =0,36 n

Derfor er kraften på +2 μC ladning 0,36 N og ledes væk fra +5 μc ladning (da begge afgifter er positive).

Vigtig note: Kraften mellem to afgifter er en gensidig styrke , hvilket betyder, at begge afgifter oplever en styrke med samme størrelse, men modsat retning.